2016/03/08

(追加編小話)☆31 船級協会

 船の外板に穴が空いて沈むなどと言うことは以ての外であるが、船の主機関も故障すると、舵の効きが悪くなり、衝突、座礁、漂流等の危険が高くなるので、公的検査機関により定期的に検査を受ける。 この船級協会の検査に通らないと、船の堪航性(運行能力)に欠けると判断され、船舶保険に入れないので、総ての船舶がいずれかの船級の認定を受ける必要がある。 この場合日本国政府の検査・認定は、内航船では問題がないが、国際的に見てあまり権威がなく、諸外国ではきちんとした公的機関として扱われない。 日本で、国際的に認められているのは、民間の日本海事協会(NK)で、イギリスのロイド、やノルウェーのDN(ノルスケ)、フランスのBV、アメリカのABS等と並び、特に国際的権威の高い船級協会として著名である。

 この船級協会というのは、18世紀後半の貿易が盛んであった頃、船の保険を扱っていた業者が、ロンドンのとあるコーヒー店に集まり、話し合っていて生まれたのが最初であり、ロイドというのは、そのコーヒー店の名前である。 ではなぜ、船級協会が出来たかというと、その頃の時代は、新大陸への移民と植民地化が進み、海運は膨大な交易で潤っていた反面、私掠船や海賊に襲われたり、強度もなく不十分な装備で航海し、海難で沈没する船も多かった。
 当然、ぼろぼろの船を誤魔化して保険を掛けた後、わざと沈めて保険金をせしめる輩も後を絶たなかった。

 船級協会の検査対象は、船体外板、構造、主機関等の主要部の他に、救命艇や装備品など広範囲に及ぶ。 しかし、それぞれの船級協会ではその規格はそれぞれ異なる。 昔ある時、NKなら審査には通らないと思われるほど貧弱な船が京浜に来た。 フレームは紙のようにペラペラで、外板もハンマーで叩くと穴が空きそうであった。 積荷は@15t前後の鉄のコイルを2000t強、夜間の積込監督は私が行い、翌朝先輩に引き継いだ。  翌夕刻、ワイヤーでコイルを縛り付けて固定し、台湾の高雄に向けて出航したが、3日目の未明に、鹿児島南西部で消息を絶った。 先輩が海上保安庁の事情聴取を受けたが、積付には問題がなく、船体の老朽化による強度不足が原因と推察された。 なお、残念ながら、多くのフィリピンクルーが犠牲となった。 おぉぉ、サンタマリア!

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(追加編小話)☆30 始動

 車のエンジン始動は、フロントからクランク棒を突っ込んで回し、、なんて図柄を昔の映画で見ましたが、今はしっかりした始動用のセルモーターがあり、キースイッチをひねるだけでエンジンがかかります。 船のエンジンもキースイッチ1つで始動がかかる小型エンジンもありますが、ちょっと大きくなるとそういう訳にはまいりません。 結構手間がかかります。

 大きなエンジンになると、セルモーターではエンジンのクランク軸が回せません。 回せる能力があったとしても、手順が一杯あります。 まず、冷却水系統の船底弁を開けて冷却水周り等の準備、次に燃料関係で噴射管のエア抜き、燃料供給ポンプ起動、そして予備潤滑油ポンプの起動、予備ブロアの起動(2サイクル)その他、色々と準備が必要です。 その中でも潤滑油系統の圧力が重要で、圧力が上がらないと安全装置が働いて燃料が噴射しません。 この潤滑油圧力低下によるエンジン停止機構はどんな小さなエンジンにも付いています。

 それで、これらの準備を行った後に、クランク軸を回して始動させるのは、エンジンがプロペラと直結しているため負荷が大きく、高圧の圧縮空気です。 シリンダーの始動弁を介して、圧縮空気が膨張過程のピストンを押し下げ、クランクを回すことになり、燃料を噴射して爆発させ、連続回転することになります。 エアタンクボトルには、コンプレッサー(空気圧縮機)の充填により、最高3MPaの圧縮空気が詰まっており、20回ほどエンジンを始動できる容量を備えている。 陸上ではこの種のエアタンクボトルは、通常1MPa(10kg/cm2)未満の圧力で、法の定める圧力検査を免れているが、船ではエンジン始動に必要な圧力であり、5年に1回、定期検査を受けている。 船の前後進を何回か繰り返すと、エアタンク内の空気がなくなり、始動できなくなるため、船の操船者はそのことを頭に入れて操船する必要がある。

 始動準備が整った後のエンジン始動は、ブリッジから操作するのでなく、機関室のエンジンの脇で行うことが殆どである。 操縦空気圧力などのチェック後、赤いボタンを押す、、すると手記が回り始める、、ボタンを放すと、ドッコン ドッコン ドコドコドコとエンジン内で連続爆発の大きな音がする。 プロペラの振動が足下から伝わってくる。 この感動はメカニックでしか味わえない、何とも言えないものである。 感動を味わうためには一度船に乗る必要があるが、どうかな?

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(追加編小話)☆29 補機

 「補機」というと、主機が動かなくなった時に、補助的に動かせる動力源のように聞こえる。 実際最初に聞いた時には、私自身そう思った。 でも、補機とは発電用原動機のことで、船の推進力には直接影響を及ぼしてはいない。 ただ、最近は発電機で得た電力をモーターに伝え、そのモーターがプロペラを回す、いわばハイブリッドな船が出てきている。

 でもハイブリッドは省エネになっているかというと、一番効率の良い負荷の回転数で回して発電する車と違って、そうとは言い切れない。 負荷変動がない穏やかな海での船では、一番効率の良い回転数で主機を回しているためである。 一度発電機を回してからモーターを回すので、どうしても効率が悪くなってしまう。 実際、H丸では同じぐらいの主機出力の船と比べて1ノット近く速力差がある。

 当然利点もある。 補機を何処に配置しても良いので、機関室のある船尾の形状を自由に出来、また、複数台を設置するので比較的振動が少なく、騒音も少なくなり、エンジンの分解整備も楽になる。

 コンテナ船では、冷凍(リーファー)コンテナを積載する場合があり、その場合、船から電源を供給されてコンテナ内の冷凍を維持する。 この電力も補機が担うが、コンテナによっては適用する電圧、周波数が違い、時には戸惑うことがある。 各国で使用する電気は異なるため、岸壁での保管中や、船舶での輸送中で、それぞれの電力を調整する必要があるためである。 勿論、冷凍機が働かず、中の食品等が腐ってしまった場合。責任の追及も発生する。

 船で使用する周波数は60Hzであるが、陸上では50Hzを使用している国も多く(特にヨーロッパ、逆に北米では60Hz)、両方を使用すると言うややこしい日本という国もある。 そして同じ日本船でも国際航海に出る船舶は400V仕様が殆どであるのに、国内を巡る内航船は200V仕様が多いという、けったいな状況もある。 400Vの方が電線ケーブルが細くてすむのだが、どうも船員の400Vへの恐怖が底流にあるようだ。 感電死する危険性はあまり変わらないのだが、この電圧の感覚差にも痺れる~。 願わくば一万ボルトの瞳にしびれたいが、、、

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(追加編小話)☆28 主機

 主機(メインエンジン)は船の推進に使われるエンジンで、多くは油を燃やすディーゼルエンジンが主流である。 昔は石炭で沸かした蒸気を使う黒船がありましたが、現代はもっとスマートに、天然ガス等を運びながら、蒸発するガスを燃やす、ガスタービンの船が出来ています。 そう、原子力船も原子力の熱をボイラーで蒸気に変えタービンで回転運動に変えています。

 さて、一般的なディーゼルエンジンの仕組みは、空気を1/20位までに断熱圧縮すると空気の温度は500℃を超えますので、そこに燃料(重油)を霧状に入れると、発火して燃える。 それをクランクで回転運動に変えているのです。 重油の引火点は100℃前後、発火点も300℃強ですので、霧状になっていれば、それはもう爆発です。 燃焼ガスは膨張し、猛烈な勢いでターボチャージャーに向かいます。 400℃前後のガスがタービンを回し、反対側の羽で新鮮な空気を2気圧に圧縮して、またシリンダーに送り込み、次の圧縮に備えます。

 最近商品化された13万馬力(鉄腕アトムより上!)のエンジンでは、ピストンの直径が1m8cmもある! 江戸時代の棺桶(例えが悪い)よりもデカイのだ。 12,000TEU(20'コンテナを12,000個積める)の大型コンテナ船を早く航行させるには、これぐらいのエンジンが必要と言われている。 それで通常1ヶ月以上かかる太平洋横断をたった2週間でこなし、コンテナを運ぶのである。 10万馬力には直径1mのピストンが14個並ぶ巨大なエンジンが必要であるから、10万馬力の鉄腕アトムって凄い! なんのこっちゃ!?

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(追加編小話)☆27 フィンスタビライザー

 船に揺られると気持ち悪くなる船酔い、これに弱い人は少なくありません。 船酔いに強くとも、船の揺れが大きくなれば、貨物の荷崩れ等を引き起こし、船にとっても良いことではありません。 この揺れを押さえるのにアンチローリングタンクと言うものがあります。

 アンチローリングタンクは、ただ単にタンクに水を半分ほど入れたものですが、船の揺れと、タンク内の水の移動との位相が90°ずれることによって、ローリングの力を少なくしようとするものです。 力のモーメントを大きくとるため、船の上の方にタンクを配置し、速度調整は水の移動ではなく、空気の移動量を抑えることで制御しています。 船の揺れは収まるけど、パイプの中を流れる空気の音が結構うるさいらしい。

 アンチローリングタンクが速力に関係なく、揺れてから効き出すのに対して、ある程度高速で動いている時に、効力が出て来るのが、フィンスタビライザーである。 船の横に翼を突き出すようにして、船が揺れようとした動きに合わせて角度を変え、揺れとは常に反対側に力が働くように制御しているものです。 大型の客船やフェリーでは、乗客に不快感を与えないために装備していることが多く、少々の波浪中でも快適な旅が期待できる。

 2014年、朝鮮半島南西部で起きたフェリーの海難事故では、このフィンスタビライザーがあまり役に立っていなかった様である。 操舵で大きな舵をとり急回転すると、最初は舵の抵抗で少し内側に傾くが、船が円を描くようになると遠心力で船が外側に傾く。 そのモーメントは速度の2乗で半径に反比例するため、かなり大きい。 このS号の海難も東南方向に10kt以上で向かっていたのが、180°右転し終わる頃に5ノットに減速していたと言うから、その速度減速分のエネルギーを左に傾くことで相殺されていたハズである。 とても、フィンスタビライザーがこなせるエネルギー量ではない。

 フィンスタビライザーがあるからと言って、大きな舵をとってはいけない。 練習船でも5~7°までの範囲で舵をとり、それ以上、舵を回すとどやしつけられた経験がある。 数百名の犠牲者を出す前に、船の挙動、性能をしっかり掴み、操船の舵取りをして欲しかった。 船が傾いた後の対応も悔やまれてならない。 海で亡くなられた方々のご冥福を祈ります。

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(追加編小話)☆26 バウスラスター

 船の後側には推進用のプロペラが付いており、プロペラの推力を横に偏向させる舵もあるし、ベックツインなんて360°どころか、ホバリングも出来る舵もある。 だから、船の船尾側を左右に振るのは比較的簡単で、普通の舵を右に切って前進、左に切って後進という動作を繰り返していけば、船尾が次第に左に寄っていく。 前進と後進を交互に短く繰り返すので、前後方向には船は進まず、横に移動できる。 しかしながら、昔は船の船首側には、推力となる動力機関がなく、船首側を離接岸させるのは、船長の腕の見せ所であった。 現在は多くの船が、横向きのプロペラであるバウスラスターを装備し、船首を左右に振る事が出来るようになっている。

 位置としては、テコの原理で、船の中心から遠い方が効率がよい。 しかしながら、船幅は船首に行くに従って細くなるので、据え付けにくくなる。 また、水面近くだと空気を吸い込んでしまい、推力が出なくなるので、海面下深く沈めなければならない。 造船所の作業員としてはもっと楽な位置に据え付けさせて欲しいと思っているだろう。
 新製品として、ポンプジェットなるスラスターが誕生した。 船底に取り付けるタイプで、360°どの方向へも推力が出せるし、浅い水面でもOK。 素晴らしい。 しかし、入力した動力に対しての出力は、横向きのプロペラの1/3しか推力が出ないという欠点がある。

 このポンプジェットを、タグボートに押されて航行する艀に採用した。 エンジントラブルがあっても、艀のポンプジェットで少しは動けるという、、、おいおぃおぃ、それって、艀が前進する推力を持つって事? じゃぁ、立派な船じゃないの? 艀と呼べないよね~?

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(追加編小話)☆25 電蝕

 掃海艇や、小型漁船を除き、ほとんどの大型船は鉄で出来ていて、海水という良好な電解質の液体に浸かっています。 この環境下では、プロペラなど、アルミや真鍮の異種金属との間に、海水を導体として、船体(鉄)~異種金属~海水(導体)の電気回路が出来上がり、自然と電流が流れて、陽極となった金属は海中にどんどん溶けて流れ出していきます。 これは、化学の授業で習った「イオン化傾向」という原理で、アルミ(-1.66V)、亜鉛(-0.76V)、鉄(-0.44V)など、負の電位があり、反対に、銅(+0.34、+0.52V)や金(+1.5V)銀(0.8V)などの貴金属は正の電位があります。

 そのため、銅や真鍮といった金属が沢山ある機関部付近では、アノード(陽極板)として亜鉛板やアルミ板をつけて船体の鉄が溶け出さないようにしています。 この他、アノード板の変わりに、電極を埋め込んで、強制的に電流を流して保護する方法がとられています。

 しかし悲しいかな、船体外板をつなぎ止めている溶接は、鉄以外の種々の金属が含まれ、時として、溶接部だけに迷走電流が流れ、溶接部近傍で腐食が進むことがあります。 これを防ぐには、沢山のアノード板でむらなく船体外板をカバーすることが重要です。

 気をつける場所は、船体外板だけではありません。 機関室内も注意が必要です。 というのは、船内に取り込んだ海水が溢れ、機関室には、船底にビルジという汚水がたまっており、海水、油、その他雑多なゴミなどが混ざっております。 ある時、私の管轄する社船で、ビルジの水位がどんどん上がってくるので船底から浸水していると考え、ゴミなどを掻い出して、怪しいところに即乾のコンクリートで堅め、大慌てでドックに急行した。 調べてみたら、機関室の船底外板に私の小指が突き抜けられる穴が空いていました。 原因は1年ほど前に落としたと思われる金属製のトーチ(懐中電灯)。 内側からいくつものクレーターのように腐食が進んでおり、船の揺れでゴロゴロと転がったトーチが、船底の塗膜を傷つけ、その部分から電蝕が始まった事が原因と推定された。

 小さな穴のうちは、厚い船底の塗膜に遮られていたが、穴が大きくなり堪えきれずに破孔下と思われる。 ビルジポンプがあるので、この程度の浸水で船が沈むことはありませんが、乗組員の肝は縮んだに違いありません。 本社で椅子に座り、電話応対した私は、浸水量と速度が判らず、本当に船が沈むんじゃないかと、目茶苦茶心配しました。

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2016/02/15

(追加編小話)☆24 錨

 錨というと、色々なマークに使われているJIS型、下向き矢印の先端が丸くなった形を思い浮かべますね。 昔はあの錨の上部にストック(横に伸びた棒)があり、直角に飛び出ていましたから、海底で錨を引きずろうとすると、棒が海底に当たり、必然的に片方の爪が直角に海底に刺さるような構造となっていました。 それだと、錨を引き上げてきて船に載せて固定する時、ストックが邪魔になるので、取っ払ってしまって、引込み固定できるようになりました。 それが 今のJIS型錨(ストックレスアンカー)となって、広く普及しています。 ところが、このJIS型錨は、大きな欠点があり、錨を引っ張ると、確かに海底の砂などに爪を食い込ませるのですが、少し引きずると、爪がくるっと回って上を向き、まるで錨の爪が海底の砂の上でサーフィンしているように浮かび、安定してしまうのです。 この姿勢になると、錨は鉄の球と同じで、錨が止まることはないのですね。 1954年函館沖で、1155名の犠牲者を出した洞爺丸の海難事故は、この錨で船の動きを止められなかったことが事故の一因とされています。 まさに錨が怒りを呼ぶ、AnchorがAngerに変わった出来事でした。
 現在は改良されたAC-14型やもっと進んだDA-1型が出てきていますが、鋳型に流し込んで簡単に安くできるJIS型が造船所の圧倒的な標準仕様となっていて、なかなか普及が進んでいないのが現状です。 また、船を知り抜いた海運会社が造船所に注文するのではなく、船の売買を目的とし、安く船を作らせるブローカーによる発注が多いのも一因かと思う。
 色々なところで海の象徴として表される「錨」、でも、船の安全を守る最後のストッパーでもある。 ♪飾りじゃないのよ、錨は~HAHAN~♪

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(追加編小話)☆23 シーチェスト

 バラスト水やエンジンの冷却用に使う海水の取り入れ口は、船底の凹んだ所にあり、船の内部から見るとぼっこり四角い箱のように見えます。 その形はチェスト(衣装箱)にそっくりなので、ここの部分をシーチェストと呼んでいます。 ここに船底弁がついて、パイプを通してバラストポンプを通してタンクに水を送ったり、冷却水ポンプでエンジンその他を冷やしたりしています。 当然ここも海洋生物がつきますので、特に電気を流し、海水から電気分解で塩素イオンを作り、次亜塩素酸ナトリウムを生成させて、パイプの中に海洋生物が付かないようにしています。 次亜塩素酸はプールに行った時など、カルキ臭いと言われるあの塩素消毒の匂いの元です。 だから殺菌力は高く、シーチェストから取り込まれた海水管内部は、綺麗に保つことが出来ます。
 シーチェストの外側は、船体外板の形状に沿って、直径2~3cmの穴がいくつも空いた蓋がかぶせられていて、水の流れはそれに沿って流れていくため、渦などは出来ないようにしていますが、この蓋の穴は水流が早く、海洋生物を付かせない防汚塗料の効果が長続きしないため、海洋生物が張り付きます。 防汚塗料を塗って半年ぐらいで、びっしりとカラス貝(フランス料理に出て来るムール貝もこの仲間)が付き、ポンプが効かなくなることもあります。 そんなときはドックに入れるか、ダイバーを潜らせて掃除しますが、何にしてもやっかいです。
 カラス貝やフジツボの他、牡蠣も浅海の環境で育ちます。 すくすく育って3年もすると、身はふっくらとなりますが、船のドックは長くて2年半、早ければ1年以内の間隔で入りますので、フジツボは育っても、牡蠣はなかなか食べられるような大きさに育つ時間がないですね。 惜しい。

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(追加編小話)☆22 バラスト

 船の重心が高いと、倒れやすくなるので、重心は下の方になければいけませんが、ヨットなど大きな帆を持つ船では、倒れないように更に船底にバラストという錘を詰め込みます。 そのため、真横近くまで倒れても起き上がってこれるのです。 桜木町に泊まっている「日本丸」も船底に数百トンもの固定バラストを積んでいるそうです。 バラストを見る機会はありませんでしたが、実際に乗った経験から、相当な重さの固定バラストが入っていたに違いありません。
 商用の船では、バラストを積んで航走ってもお金にはなりませんので、いつも船倉に貨物を積んでいたいのですが、油タンカーなど、日本までは油を満載して運んでも、帰りは何もなくて航走らなければなりませんが、空船のままだと、プロペラが水面にでてしまい、思ったように速力がでないどころか、風の影響を受けて、まともには航走れないです。 そのため、海水を船底に積み込み、船を沈めて航走る事になります。 また、バラスト水も船底とは限らず、船倉の上側の肩にあたるところ(ショルダータンク)に海水を取り込み、船の揺れ具合も穏やかにする方法をとることもあります。
この海水バラストは、空船となった揚地で船に積み込み、荷を積み込む積地で排出するので、海水中に含まれている海洋生物を遠くに運んでいることと同じである。 これが生態系に悪影響を及ぼし、各地で様々な外来種の海洋生物も確認していることから、大きな問題となっています。 海洋生物を持ち込ませないための国際的な取り決めがなされ、タンク内の生物を、薬品や紫外線で殺す設備を持たないと、国際港会が出来ない状況に移り変わってきています。 まだまだ規制が始まったばかりで将来どんな状況になるのか判りませんが、「あれもせい」、「これもせい」と、船のコストはどんどん高くなる一方。 船員の給料は? どうもこれは下がる一方のようで、、、、

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